理化学研究所（理研）のスーパーコンピユータ「富岳」が、2021年3月9日から、共用開始がスタートしたことにあわせて、理化学研究所 計算科学研究センターの松岡聡センター長が、富岳の概要などについて説明。実際に、ラックの扉を開けて、稼働している様子を公開した。

　これは、富岳の共用開始を記念して、オンラインで開催された「HPCIフォーラム ～スーパーコンピュータ『富岳』への期待～」のなかで行われたものだ。

　松岡センター長は、「富岳ビギンズ」と題した約20分の講演を、富岳の前で行い、前半は富岳の特徴などについて説明。後半は、実際に富岳に近づき、説明を行った。

　まずは写真で、その様子をお伝えする。

A64FXを搭載、富岳が2～3台あれば、日本のITのすべてをカバーできる

　富岳は、高い計算性能を実現するだけではない。従来のスパコン向けアプリを利用に留まらず、広い応用分野への対応を両立することを目標に開発しており、Armのv8-A命令セットをスパコン向けに拡張した「SVE」を使用し、マイクロアーキテクチャを富士通と理研が共同で独自開発した「A64FX」と呼ばれるチップを採用している

　「Society 5.0で掲げているサイバーフィジカルなどの幅広い分野に対応するために、汎用的なアーキテクチャーに基づいて開発した。アプリケーションファーストのコンセプトを実現するムーンショットマシンを開発するために、日本のHPCに関わるコミュニティが集結して完成させたものである。A64FXは世界一の性能であり、これにより、富岳が支えられている。そして、ネットワークコネクションだけでなく、ネットワークスイッチまでを内蔵した新世代のCPUである。高性能汎用CPUに比べて3倍の性能と、3分の1の消費電力を実現している。それでいて、あらゆるソフトウェアを利用でき、AIの強化機能も搭載している。富岳は、ひとつの分野だけでなく、あらゆるアプリケーション分野において、2位に比べて数倍の圧倒的性能を発揮し、世界一になっている。他国は研究開発が遅れている状況にあり、日本がさらに差を広げている。日本の計算の科学と、計算による科学が組み合わさって完成したものであり、日本のITの優秀さを示した」と胸を張る。

　富岳を構成する15万8976ノードによって発揮される性能は、スマホに換算すると2000万台の規模となり、これは国内で年間に販売されるスマホの数に匹敵するという。「富岳が2～3台あれば、日本のITのすべてをカバーできる性能を持つ」という。

　そして、「富岳が完成したときには、すぐにアプリケーションが利用できるように準備ができている。社会課題の解決にすぐに生かすことができる」とした。

パソコンとは異なる3つの違いとは？

　富岳のCPUユニットには、パソコンの基板と比べて、3つの違いがあるという。

　第1に水冷であること。松岡センター長は、富岳のような大型マシンで密度が高い場合には水冷が適していると説明。「一般的なデータセンターのコンピュータでは空冷が使われているが、富岳は一般的なコンピュータの5倍の密度があり、空気では冷やせず、冷やしたとしても効率が悪い。高密度のコンピュータを動かすために水冷を採用した」と述べた。

　富岳の消費電力は、通常でも20MW、最大では30MWに達するが、それを20度弱の水温の水で、15万8976ノードのすべてのコンピュータを冷やしており、そのための冷却設備を備えているという。

　第2にCPUメモリユニットの前面に光モジュールのコネクターを搭載している点だ。

　松岡センター長は、「富岳はひとつひとつのノードも高速だが、ノードの間も高速ネットワークでつながっている。基板に直接、搭載された光モジュールコネクタを通じて、光ネットワークに接続。400Gbpsの速度が実現でき、一般的な家庭で利用されている光ネットワークに比べて、約400倍の速度を発揮する」と説明した。

　第3に基板上にメモリーを搭載していないことだ。メモリーは、CPUパッケージに搭載されており、中央にLSIを配置し、その周辺に最先端積層メモリのHBM2を実装。シリコンインターポーザーにより、高速に接合されており、パソコンの10～20倍の性能を実現しているという。

　「富岳は、最先端のITの産物であり、最先端のアプリケーションを活用することができる。今後は、様々な課題を解決するSociety 5.0を実現するためのツールとして、実用性を高めていくことになる」と述べた。